[发明专利]一种实现光场显示的近眼显示设备、近眼显示装置和屏幕

说明书

本发明公开了一种实现光场显示的近眼显示设备、近眼显示装置和屏幕，所述近眼显示设备包括两套近眼显示装置，两套近眼显示装置出射的光线分别进入用户的双眼；所述近眼显示装置包括显示单元、变焦透镜阵列和目镜单元，所述显示单元具有N个像素点，所述变焦透镜阵列包括N个变焦透镜，所述N个像素点和所述N个变焦透镜一一对应，N为大于或等于2的整数；其中，每个像素点出射的光线透射过对应的变焦透镜后，再透射过所述目镜单元后进入人眼。通过两套光场显示装置分别向用户的双眼提供具有一定视差的两幅光场图像，避免了用户的视觉辐轴调节和感知深度之间的冲突，使得用户不会因视觉辐轴调节和感知深度之间的冲突出现头晕、恶心等不适。

技术领域

本发明涉及近眼显示领域，尤其涉及一种实现光场显示的近眼显示设备、近眼显示装置和屏幕。

背景技术

随着社会的发展，增强现实技术(英文：Augmented Reality；简称：AR)和虚拟现实技术(英文：Virtual Reality；简称：VR)得到了越来越多的应用。增强现实技术将虚拟信息叠加在现实世界上供用户观看，虚拟现实技术提供一个完全的虚拟世界供用户观看，两者被广泛应用于医学、娱乐、教育、工业仿真等领域。

为了使得增强现实技术或虚拟现实技术提供的图像呈现3D效果，现有技术中一般通过具有一定视差的两幅2D图像，向用户提供3D图像的深度显示和感知，但是这种方式会导致用户的视觉辐轴调节和感知深度之间的冲突，具体来讲，用于显示2D图像的显示屏距离人眼的距离是静止不变的，例如显示屏上显示的五千米远的山峰和一米远的咖啡杯，两个对象的光线都以相同的角度进入人眼，因此用户对山峰和咖啡杯这两个对象的辐轴调节程度相同，这与用户对山峰和咖啡杯的感知深度发生了冲突，使得用户容易出现头晕、恶心等不适，从而大大降低了用户体验。

发明内容

本发明实施例提供一种实现光场显示的近眼显示设备、近眼显示装置和屏幕，用以输出光场图像，避免用户的视觉辐轴调节和感知深度之间的冲突，使得用户不会因视觉辐轴调节和感知深度之间的冲突出现头晕、恶心等不适。

为了实现上述发明目的，本发明实施例第一方面提供了一种实现光场显示的近眼显示设备，包括两套近眼显示装置，两套近眼显示装置出射的光线分别进入用户的双眼；

所述近眼显示装置包括显示单元、变焦透镜阵列和目镜单元，所述显示单元具有N个像素点，所述变焦透镜阵列包括N个变焦透镜，所述N个像素点和所述N个变焦透镜一一对应，N为大于或等于2的整数；其中，每个像素点出射的光线透射过对应的变焦透镜后，再透射过所述目镜单元后进入人眼。

可选地，所述变焦透镜为流体压力驱动的柔性变焦透镜、电磁驱动变焦透镜、基于压电驱动的柔性变焦透镜或基于电活性聚合物的柔性变焦透镜。

可选地，所述近眼显示装置还包括近眼单元，所述近眼单元设置在所述目镜单元的出射端，从像素点出射的光线依次经过对应的变焦透镜和所述目镜单元后，再经过所述近眼单元后进入人眼。

可选地，所述显示单元为LCD显示屏、LED显示屏或OLED显示屏，所述近眼单元为衍射光波导或平面反射光波导。

可选地，所述近眼单元具有透射区域，外界环境光线在透射过所述透射区域之后进入人眼。

本发明实施例第二方面提供了一种实现光场显示的近眼显示装置，包括显示单元、变焦透镜阵列和目镜单元，所述显示单元具有N个像素点，所述变焦透镜阵列包括N个变焦透镜，所述N个像素点和所述N个变焦透镜一一对应，N为大于或等于2的整数；

每个像素点出射的光线透射过对应的变焦透镜后，再透射过所述目镜单元后进入人眼。

本发明实施例第三方面提供了一种实现光场显示的屏幕，包括显示单元和变焦透镜阵列，所述显示单元包括N个像素点，所述变焦透镜阵列包括N个变焦透镜，所述N个像素点和所述N个变焦透镜一一对应，N为大于或等于2的整数，每个像素点出射的光线从与之对应的变焦透镜出射。