本发明专利技术公开了一种近眼光场显示装置、VR设备、以及近眼光场显示方法，其中，一实施例的近眼光场显示装置包括：显示屏，用于接收并显示预设置的显示数据；设置在显示屏出光侧的隔垫层；以及设置在隔垫层远离显示屏一侧的微透镜阵列，显示屏设置在各微透镜的焦面上；微透镜阵列的相邻两个透镜的口径和小于人眼瞳孔的孔径，以使得显示屏各发光点发出的光经隔垫层进入微透镜阵列后入射到人眼瞳孔的像在空间上存在重叠，并且重叠部分的显示数据相同。本发明专利技术实施例提供的近眼光场显示装置通过微透镜阵列的相邻两个透镜的口径和小于人眼瞳孔的孔径，使得入眼的像在空间上存在重叠且重叠部分显示数据相同，实现单眼连续深度成像，具有广泛的应用前景。有广泛的应用前景。有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
近眼光场显示装置、VR设备、以及近眼光场显示方法
[0001]本专利技术涉及显示
，特别是涉及一种近眼光场显示装置、VR设备、以及近眼光场显示方法。
技术介绍
[0002]随着人们对显示的要求越来越高，3D显示已经成为未来显示技术的必然趋势，最终实现对真实世界的还原和融合。人类对在感知3D世界时，双眼的辐辏角汇聚在被观看物体的深度，同时单眼的晶状体也聚焦在被观看物体的深度，两种生理机制是相互匹配的。但是，目前双目视差原理的3D显示技术存在“辐辏
‑
调焦冲突”(Vergence
‑
accommodation conflict，VAC)，无法实现单眼连续深度成像，导致长时间观看3D图像显示会出现视觉疲劳、晕眩等问题。
技术实现思路
[0003]为了解决上述问题至少之一，本申请第一个实施例提供一种近眼光场显示装置，包括：
[0004]显示屏，用于接收并显示预设置的显示数据；
[0005]设置在显示屏出光侧的隔垫层；以及
[0006]设置在隔垫层远离显示屏一侧的微透镜阵列，微透镜阵列包括阵列排布的多个微透镜，微透镜阵列在显示屏上的正投影覆盖显示屏，显示屏设置在各微透镜的焦面上；
[0007]微透镜阵列的相邻两个透镜的口径和小于人眼瞳孔的孔径，以使得显示屏各发光点发出的光经隔垫层进入微透镜阵列后入射到人眼瞳孔的像在空间上存在重叠，并且重叠部分的显示数据相同。
[0008]在一些可选的实施例中，微透镜阵列和隔垫层满足：
[0009][0010][0011][0012]其中，θ为显示屏像素点成像到空间位置后相对人眼的夹角，P
pixel
为显示屏的像素间距，L为像面到人眼的距离，L
e
为微透镜阵列到人眼的距离，n为微透镜和隔物层的折射率，H为微透镜阵列的放置高度，e为单眼可移动范围，P
lens
为微透镜阵列中各微透镜的口径，L
n
为近景边界到人眼的距离，Φ为人眼瞳孔的直径。
[0013]在一些可选的实施例中，近眼光场显示装置进一步满足：
[0014]L
n
≤200mm，
[0015]P
lens
≤1.5mm，
[0016]e≥10mm，
[0017]H≤11.2mm。
[0018]在一些可选的实施例中，微透镜阵列的各微透镜的焦距自微透镜阵列的中心点向外依次增大。
[0019]在一些可选的实施例中，
[0020]微透镜阵列的各微透镜的曲率半径自微透镜阵列的中心点向外依次增大，为：
[0021]R＝f
×
(n
‑
1)；
[0022]其中，R为微透镜的曲率半径，f为微透镜的焦距，n为微透镜的折射率；和/或
[0023]微透镜阵列的各微透镜的拱高自微透镜阵列的中心点向外依次减小，满足：
[0024][0025]其中，R为微透镜的曲率半径，P
lens
为微透镜的口径，h为拱高。
[0026]在一些可选的实施例中，微透镜阵列包括多个独立的环状区域，各环状区域的圆心为微透镜阵列的中心点，各环状区域中的微透镜的焦距自微透镜阵列的中心点向外呈区域性变化。
[0027]在一些可选的实施例中，相邻两个环状区域到人眼的视场角的差值为预设置的视场角步进值。
[0028]在一些可选的实施例中，微透镜阵列包括7个环状区域，相邻两个环状区域到人眼的视场角的差值为5
°
。
[0029]在一些可选的实施例中，7个环状区域中从微透镜阵列的中心点开始向外的相邻三个环状区域的焦距相同、曲率半径相同、以及拱高相同。
[0030]在一些可选的实施例中，微透镜为六边形结构，各微透镜紧密设置。
[0031]本申请第二个方面提供一种VR设备，包括如权利要求1
‑
10中任一项所述的近眼光场显示装置。
[0032]本申请第三个方面提供一种利用上文所述的近眼光场显示装置的近眼光场显示方法，近眼光场显示装置包括显示屏和设置在显示屏出光侧的隔垫层，在隔垫层远离显示屏一侧设置微透镜阵列，微透镜阵列包括阵列排布的多个微透镜，微透镜阵列在显示屏上的正投影覆盖显示屏，显示屏设置在各微透镜的焦面上，微透镜阵列的相邻两个透镜的口径和小于人眼瞳孔的孔径，方法包括：
[0033]显示屏接收预设置的显示数据；
[0034]显示屏各发光点发出的光经由隔垫层进入微透镜阵列后入射到人眼瞳孔中，并且在人眼瞳孔中形成的像在空间上存在重叠且重叠部分的显示数据相同。
[0035]在一些可选的实施例中，
[0036]微透镜阵列和隔垫层满足：
[0037][0038][0039][0040]其中，θ为显示屏像素点成像到空间位置后相对人眼的夹角，P
pixel
为显示屏的像素间距，L为像面到人眼的距离，L
e
为微透镜阵列到人眼的距离，n为微透镜和隔物层的折射率，H为微透镜阵列的放置高度，e为单眼可移动范围，P
lens
为微透镜阵列中各微透镜的口径，L
n
为近景边界到人眼的距离，Φ为人眼瞳孔的直径。
[0041]在一些可选的实施例中，
[0042]显示屏接收预设置的显示数据进一步包括：
[0043]获取待显示的空间场景的模型数据，模型数据包括待显示的空间场景中每一点的三维坐标数据和该点对应的显示数据；
[0044]根据每一点的三维坐标数据计算每一点在显示屏上的发光点；
[0045]发光点接收每一点对应的显示数据。
[0046]在一些可选的实施例中，
[0047]根据所述每一点的三维坐标数据计算每一点在显示屏上的发光点进一步包括：
[0048]还原每一点连接人眼瞳孔可移动范围的边界所需经过的透镜交点的交点坐标，
[0049]基于交点坐标和透镜阵列的放置高度计算每一点在显示屏上的发光点。
[0050]本专利技术的有益效果如下：
[0051]本专利技术针对目前现有的问题，制定一种近眼光场显示装置、VR设备、以及近眼光场显示方法，通过接收并显示预设置的显示数据的显示屏，并通过相邻两个透镜的口径和小于人眼瞳孔的孔径的微透镜阵列，使得入眼的像在空间上存在重叠且重叠部分显示数据相同，从而通过晶状体调焦可观看不同的成像面间的清晰和模糊变换，实现单眼可聚焦的连续深度成像的真3D显示，无3D视觉疲劳，进而改善了用户使用体验，具有广泛的应用前景。
附图说明
[0052]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0053]图1a示出人眼观看本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种近眼光场显示装置，其特征在于，包括：显示屏，用于接收并显示预设置的显示数据；设置在所述显示屏出光侧的隔垫层；以及设置在所述隔垫层远离所述显示屏一侧的微透镜阵列，所述微透镜阵列包括阵列排布的多个微透镜，所述微透镜阵列在所述显示屏上的正投影覆盖所述显示屏，所述显示屏设置在各微透镜的焦面上；所述微透镜阵列的相邻两个透镜的口径和小于人眼瞳孔的孔径，以使得所述显示屏各发光点发出的光经所述隔垫层进入所述微透镜阵列后入射到人眼瞳孔的像在空间上存在重叠，并且重叠部分的所述显示数据相同。2.根据权利要求1所述的近眼光场显示装置，其特征在于，所述微透镜阵列和所述隔垫层满足：层满足：层满足：其中，θ为所述显示屏像素点成像到空间位置后相对人眼的夹角，P
pixel
为所述显示屏的像素间距，L为像面到人眼的距离，L
e
为所述微透镜阵列到人眼的距离，n为所述微透镜和所述隔物层的折射率，H为所述微透镜阵列的放置高度，e为单眼可移动范围，P
lens
为微透镜阵列中各微透镜的口径，L
n
为近景边界到人眼的距离，Φ为人眼瞳孔的直径。3.根据权利要求2所述的近眼光场显示装置，其特征在于，所述近眼光场显示装置进一步满足：L
n
≤200mm，P
lens
≤1.5mm，e≥10mm，H≤11.2mm。4.根据权利要求1所述的近眼光场显示装置，其特征在于，所述微透镜阵列的各微透镜的焦距自所述微透镜阵列的中心点向外依次增大。5.根据权利要求4所述的近眼光场显示装置，其特征在于，所述微透镜阵列的各微透镜的曲率半径自所述微透镜阵列的中心点向外依次增大，为：R＝f
×
(n
‑
1)；其中，R为微透镜的曲率半径，f为微透镜的焦距，n为微透镜的折射率；和/或所述微透镜阵列的各微透镜的拱高自所述微透镜阵列的中心点向外依次减小，满足：
其中，R为微透镜的曲率半径，P
lens
为微透镜的口径，h为拱高。6.根据权利要求5所述的近眼光场显示装置，其特征在于，所述微透镜阵列包括多个独立的环状区域，各环状区域的圆心为所述微透镜阵列的中心点，各环状区域中的微透镜的焦距自所述微透镜阵列的中心点向外呈区域性变化。7.根据权利要求6所述的近眼光场显示装置，其特征在于，相邻两个环状区域到人眼的视场角的差值为预设置的视场角步进值。8.根据权利要求7所述的近眼光场显示装置，其特征在于，所述微透镜阵列包括7个环状区域，相邻两个环状区域到人眼的...
【专利技术属性】
技术研发人员：高健，马森，洪涛，朱劲野，程芳，于静，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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