[发明专利]光场显示系统

权利要求书

1.一种光场显示系统，其特征在于，包括：

呈角度拼接的多个光场显示模组，每个光场显示模组包括显示屏和位于显示屏的出光侧的微透镜阵列；

透镜组，包括与所述多个光场显示模组一一对应的多个拼接透镜，被配置为在所述微透镜阵列远离所述显示屏的一侧、形成与所述多个光场显示模组一一对应的多个第一成像面，且所述多个第一成像面之间无缝拼接、以在所述多个第一成像面远离所述多个光场显示模组的一侧形成无缝拼接的多个第二成像面，其中，所述第一成像面显示的是对应的所述光场显示模组的正立的虚像。

2.根据权利要求1所述的光场显示系统，其特征在于，所述第一成像面位于人眼的明视距离处。

3.根据权利要求1所述的光场显示系统，其特征在于，所述拼接透镜为双凸球面透镜，或者平凸球面透镜。

4.根据权利要求1所述的光场显示系统，其特征在于，每个所述第一成像面包括第一子成像面和第二子成像面，所述第一子成像面显示对应的所述显示屏的正立的虚像，所述第二子成像面显示对应的所述微透镜阵列的正立的虚像，所述第一子成像面位于所述第二子成像面显示的所述微透镜阵列的虚像的焦平面上，使得所述第一成像面显示的所述显示屏的虚像发出的光束形成入射人眼的准直光束。

5.根据权利要求1所述的光场显示系统，其特征在于，多个光场显示模组拼接形成一曲面，该曲面的内凹面面向人眼。

6.根据权利要求4所述的光场显示系统，其特征在于，所述第一子成像面与所述第二子成像面之间的实际距离nf₂′和显示屏与微透镜阵列之间的距离t之间的关系满足关系式：

其中，f₂′为等效空气层后所述第一子成像面到所述第二子成像面之间的距离，L₁为人眼到第二子成像面之间的距离，L₂为拼接透镜与微透镜之间的距离，L₃为人眼到拼接透镜之间的距离，n为微透镜的折射率，t为微透镜相对于显示屏的实际放置高度。

7.根据权利要求6所述的光场显示系统，其特征在于，

微透镜相对于显示屏的实际放置高度t、拼接透镜的焦距f₁、微透镜的焦距f₂可由以下公式获得：

根据凸透镜成像原理可获得以下公式：

其中，f₁为拼接透镜的焦距，f₂为微透镜的焦距，f₂′为等效空气层后所述第一子成像面到所述第二子成像面之间的距离，L₁为人眼到第二子成像面之间的距离，L₂为拼接透镜与微透镜之间的距离，L₃为人眼到拼接透镜之间的距离，n为微透镜的折射率，t为微透镜相对于显示屏的实际放置高度；

由几何关系可获得以下公式：

其中，Φ为人眼瞳孔直径，N为视点数量，p为显示屏上的像素间距，p′为第一子成像面显示的显示屏的虚像中的像素间距；

由公式(1)-(5)可获得：

其中，b＝ΦL₂-npNL₁，c＝-(L₁-L₃)pNL₁；

且由公式(1)-(5)可获得：

8.根据权利要求7所述的光场显示系统，其特征在于，所述微透镜的孔径D₂满足以下公式：其中，ε为人眼的极限分辨角。

9.根据权利要求7所述的光场显示系统，其特征在于，所述拼接透镜的孔径D₁满足以下公式：其中，θ为单个所述拼接透镜所对应的视场角。

10.根据权利要求7所述的光场显示系统，其特征在于，显示屏的宽度w满足以下公式：