[發明專利]一種光場顯示裝置、VR設備、顯示裝置以及顯示方法

在審

• 申請號: 202011376907.X
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN114578555A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 朱勁野;高健;程芳;洪濤;于靜;韓天洋
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B3/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張帆

本發明公開了一種光場顯示裝置、VR設備、顯示裝置以及顯示方法，光場顯示裝置包括顯示屏；設置在顯示屏出光側的微透鏡陣列，微透鏡陣列包括陣列排布的多個微透鏡，微透鏡陣列在顯示屏上的正投影覆蓋顯示屏，顯示屏設置在各微透鏡的焦面上；微透鏡陣列的各微透鏡的焦距自微透鏡陣列的中心點向外依次增大，以使得顯示屏各發光點發出的光經所述微透鏡陣列入射到人眼瞳孔的光束寬度小于預設寬度閾值。本發明提供的光場顯示裝置通過將微透鏡陣列中的各微透鏡設置成焦距自微透鏡陣列的中心點向外依次增大，從而能夠增大屏幕光場顯示面積、并有效增大屏幕光場顯示的可視角，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，特別是涉及一種光場顯示裝置、VR設備、顯示裝置以及顯示方法。

背景技術

3D顯示代替2D顯示必然是未來的發展趨勢，但是目前3D顯示產品都是視差型的，存在人眼聚焦和輻輳的矛盾，人看了之后感覺眩暈，不能長時間觀看，因此可以說視差型3D技術目前是不能夠滿足人對立體顯示的需求的。即使目前在SID等各大展會上出現的光場顯示的演示，視點數達到幾十個，包含了幾十個方向的信息，其實質上仍是視差型3D，是大腦融合出來的3D畫面，并不是實際像點形成的畫面，所以人眼聚焦和輻輳的矛盾，也只能弱化而不能消除。換句話說，基于視差型原理的3D顯示產品無法完全滿足人對立體顯示的需求。

發明內容

為了解決上述問題至少之一，本發明第一個實施例提供一種光場顯示裝置，包括

顯示屏；

設置在顯示屏出光側的微透鏡陣列，微透鏡陣列包括陣列排布的多個微透鏡，微透鏡陣列在顯示屏上的正投影覆蓋顯示屏，顯示屏設置在各微透鏡的焦面上；

微透鏡陣列的各微透鏡的焦距自微透鏡陣列的中心點向外依次增大，以使得顯示屏各發光點發出的光經微透鏡陣列入射到人眼瞳孔的光束寬度小于預設寬度閾值。

在一些可選的實施例中，

微透鏡陣列的各微透鏡的曲率半徑自微透鏡陣列的中心點向外依次增大，為：

R＝f×(n-1)；

其中，R為微透鏡的曲率半徑，f為微透鏡的焦距，n為微透鏡的折射率；和/或

微透鏡陣列的各微透鏡的拱高自微透鏡陣列的中心點向外依次減小，滿足：

其中，R為微透鏡的曲率半徑，p_lens為微透鏡的口徑，h為拱高。

在一些可選的實施例中，微透鏡陣列包括多個獨立的環狀區域，各環狀區域的圓心為微透鏡陣列的中心點，各環狀區域中的微透鏡的焦距自微透鏡陣列的中心點向外呈區域性變化。

在一些可選的實施例中，相鄰兩個環狀區域到人眼的視場角的差值為預設置的視場角步進值。

在一些可選的實施例中，微透鏡陣列滿足：

其中，p_lens為微透鏡陣列中各微透鏡的口徑，e為單眼可移動范圍，p_pixel為顯示屏的像素間距，a為微透鏡的衍射系數，λ為顯示屏顯示的光的波長，L為人眼到微透鏡陣列的距離，f為微透鏡陣列的中心點的微透鏡的焦距，N為進入單眼瞳孔的視點數，Φ為人眼瞳孔的直徑。

在一些可選的實施例中，顯示屏包括陣列排布的多個像素集，各像素集與各微透鏡一一對應，像素集包括的發光點個數滿足：

其中，M為像素集的發光點個數，e為單眼可移動范圍，N為進入單眼瞳孔的視點數，Φ為人眼瞳孔的直徑。