CN109917556A - 一种视网膜成像三维显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种视网膜成像三维显示装置，该装置包含左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统，所述左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统组成部件相同，均包含点光源、透镜、透射型显示面板和半透半反镜，各部件在左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统中的排列结构以双眼中轴线对称分布。透镜对点光源发出的球面波会聚，分别在观看者左右眼瞳孔处形成会聚点，在视网膜上成像，实现视网膜成像三维显示。
Description
技术领域
本发明涉及视网膜成像和三维显示技术，特别涉及一种视网膜成像三维显示装置。
背景技术
视网膜投影或视网膜成像是近年来新兴的近眼显示技术，通过微型投影系统将图像直接投影到人眼视网膜上，不需要人眼球的聚焦功能，因而能让近视和远视眼患者都能观看到清晰的投影图像，且随着观看者调焦距离的变化，投影图像仍然保持清晰效果。目前的视网膜投影技术均采用激光作为投影光源，高能量的激光会聚到人眼瞳孔，不适合长期观看，且需要红、绿、蓝三色激光分别投影，增大了系统的复杂度。
发明内容
本发明提出一种视网膜成像三维显示装置，如附图1所示，该装置包含左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统，所述左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统组成部件相同，均包含点光源、透镜、透射型显示面板和半透半反镜，各部件在左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统中的排列结构以双眼中轴线对称分布。
所述点光源为普通的宽光谱光源，分别为左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统提供背光源。
所述透镜，将点光源发出的球面波进行会聚，形成会聚点。
所述透射型显示面板与透镜紧贴，可位于透镜的前侧或后侧，对于透射型显示面板位于透镜前侧的情况，点光源发出的球面波照射透射型显示面板，被透射型显示面板调制的球面波再由透镜会聚；对于透射型显示面板位于透镜后侧的情况，点光源发出的球面波先由透镜会聚，再照射透射型显示面板上，被透射型显示面板调制。
左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统中的两个透射型显示面板分别显示用于三维显示的一对视差图像，即在左眼视网膜成像子系统中的透射型显示面板显示左视差图像，在右眼视网膜成像子系统中的透射型显示面板显示右视差图像。
所述半透半反镜对入射的光线具有一半透射和一半反射的功能，由透镜会聚的光线被半透半反镜反射，在人眼瞳孔处形成会聚点，会聚光线在人眼视网膜上成像，形成清晰的视网膜图像。
左眼视网膜成像子系统在观看者左眼处形成会聚点，在左眼视网膜上形成左眼视网膜图像；右眼视网膜成像子系统在观看者右眼处形成会聚点，在右眼视网膜上形成右视网膜图像，左眼视网膜图像和右眼视网膜图像为一对视差图像，形成立体视觉。
所述半透半反镜对真实世界的光线具有透射作用，真实世界的光线直接进入人眼，真实世界的信息与透射型显示面板提供的虚拟信息进行叠加，实现增强现实的三维显示效果。
本发明通过透镜对点光源发出的球面波会聚，分别在观看者左右眼瞳孔处形成会聚点，在视网膜上成像，实现视网膜成像三维显示，具有结构简单、易于彩色显示的特点。
附图说明
附图1为本发明的一种视网膜成像三维显示装置示意图。
附图2为本发明装置的光路示意图。
上述附图中的图示标号为：
1 点光源，2透镜，3透射型显示面板，4半透半反镜，5会聚点，6左眼，7右眼， 8左视网膜图像，9右视网膜图像，10虚拟3D像点，11真实3D物体。
应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。
具体实施方式
下面详细说明本发明的一种视网膜成像三维显示装置的一个典型实施例，对本发明进行进一步的具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
本发明提出一种视网膜成像三维显示装置，如附图1所示，该装置包含左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统，所述左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统组成部件相同，均包含点光源、透镜、透射型显示面板和半透半反镜，各部件在左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统中的排列结构以双眼中轴线对称分布。
在本实施例中，所述点光源为普通LED光源，分别为左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统提供背光源。
所述透镜，将点光源发出的球面波进行会聚，形成会聚点。
在本实施例中，所述透射型显示面板与透镜紧贴，可位于透镜的前侧或后侧，对于透射型显示面板位于透镜前侧的情况，点光源发出的球面波照射透射型显示面板，被透射型显示面板调制的球面波再由透镜会聚；对于透射型显示面板位于透镜后侧的情况，点光源发出的球面波先由透镜会聚，再照射透射型显示面板上，被透射型显示面板调制。
在本实施例中，透射型显示面板位于透镜前侧，透射型显示面板上各像素对照射的光线强度进行调制，再由透镜折射到会聚点。
左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统中的两个透射型显示面板分别显示用于三维显示的一对视差图像，即在左眼视网膜成像子系统中的透射型显示面板显示左视差图像，在右眼视网膜成像子系统中的透射型显示面板显示右视差图像。
所述半透半反镜对入射的光线具有一半透射和一半反射的功能，如附图2所示，由透镜会聚的光线被半透半反镜反射，在人眼瞳孔处形成会聚点，会聚光线在人眼视网膜上成像，形成清晰的视网膜图像。
左眼视网膜成像子系统在观看者左眼处形成会聚点，在左眼视网膜上形成左眼视网膜图像；右眼视网膜成像子系统在观看者右眼处形成会聚点，在右眼视网膜上形成右视网膜图像，左眼视网膜图像和右眼视网膜图像为一对视差图像，形成立体视觉。
所述半透半反镜对真实世界的光线具有透射作用，真实世界的光线直接进入人眼，真实世界的信息与透射型显示面板提供的虚拟信息进行叠加，实现增强现实的三维显示效果。
本发明通过透镜对点光源发出的球面波会聚，分别在观看者左右眼瞳孔处形成会聚点，在视网膜上成像，实现视网膜成像三维显示，具有结构简单、易于彩色显示的特点。
Claims (3)
1.一种视网膜成像三维显示装置，其特征在于，该装置包含左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统，所述左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统组成部件相同，均包含点光源、透镜、透射型显示面板和半透半反镜，各部件在左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统中的排列结构以双眼中轴线对称分布。
2.根据权利要求1所述的一种视网膜成像三维显示装置，其特征在于，所述点光源为普通的宽光谱光源，分别为左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统提供背光源；所述透镜，将点光源发出的球面波进行会聚，形成会聚点；所述透射型显示面板与透镜紧贴，可位于透镜的前侧或后侧，对于透射型显示面板位于透镜前侧的情况，点光源发出的球面波照射透射型显示面板，被透射型显示面板调制的球面波再由透镜会聚；对于透射型显示面板位于透镜后侧的情况，点光源发出的球面波先由透镜会聚，再照射透射型显示面板上，被透射型显示面板调制；左眼视网膜成像子系统和右眼视网膜成像子系统中的两个透射型显示面板分别显示用于三维显示的一对视差图像，即在左眼视网膜成像子系统中的透射型显示面板显示左视差图像，在右眼视网膜成像子系统中的透射型显示面板显示右视差图像；所述半透半反镜对入射的光线具有一半透射和一半反射的功能，由透镜会聚的光线被半透半反镜反射，在人眼瞳孔处形成会聚点，会聚光线在人眼视网膜上成像，形成清晰的视网膜图像。
3.根据权利要求1所述的一种视网膜成像三维显示装置，其特征在于，左眼视网膜成像子系统在观看者左眼处形成会聚点，在左眼视网膜上形成左眼视网膜图像；右眼视网膜成像子系统在观看者右眼处形成会聚点，在右眼视网膜上形成右视网膜图像，左眼视网膜图像和右眼视网膜图像为一对视差图像，形成立体视觉；所述半透半反镜对真实世界的光线具有透射作用，真实世界的光线直接进入人眼，真实世界的信息与透射型显示面板提供的虚拟信息进行叠加，实现增强现实的三维显示效果。
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