一种光场显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种光场显示装置，涉及显示技术领域，该光场显示装置可以解决因单眼聚焦深度与双眼汇聚深度不一致引起的视觉疲劳，避免用户产生眩晕感。一种光场显示装置包括：显示屏和设置在显示屏出光侧的透镜单元；其中，透镜单元包括阵列排布的多个透镜；显示屏设置在多个透镜的焦面上；显示屏包括对盒的第一基板和第二基板；第一基板为出光侧基板，第二基板包括阵列排布的多个像素岛，像素岛包括至少一个子像素；多个像素岛与多个透镜对应；像素岛的子像素发出的光线经对应的透镜传播到人眼形成的视图区域小于等于半瞳孔区域，且像素岛中不同子像素发出的不同视点的光线经透镜射入不同的视锥细胞。本发明专利技术适用于光场显示装置的制作。

【技术实现步骤摘要】
一种光场显示装置
本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种光场显示装置。
技术介绍
人眼在观察现实世界的时候，依靠双目视差产生立体视觉。依据该原理，科研人员研究出基于视差的3D显示装置，例如：VR(VirtualReality，虚拟现实)显示装置。参考图1所示，用户在观看基于视差的3D显示装置时，单眼聚焦在显示屏上，而用户实际看到的立体图像位于不同深度的平面上；即单眼聚焦深度与双眼汇聚深度不一致，这会造成视觉疲劳，进而使用户产生眩晕等不良体验。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种光场显示装置，该光场显示装置可以解决因单眼聚焦深度与双眼汇聚深度不一致引起的视觉疲劳，避免用户产生眩晕感。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：一方面，提供了一种光场显示装置，该装置包括：显示屏和设置在所述显示屏出光侧的透镜单元；其中，所述透镜单元包括阵列排布的多个透镜；所述显示屏设置在多个所述透镜的焦面上；所述显示屏包括对盒的第一基板和第二基板；所述第一基板为出光侧基板，所述第二基板包括阵列排布的多个像素岛，所述像素岛包括至少一个子像素；多个所述像素岛与多个所述透镜对应；所述像素岛的所述子像素发出的光线经对应的所述透镜传播到人眼形成的视图区域小于等于半瞳孔区域，且所述像素岛中不同所述子像素发出的不同视点的光线经所述透镜射入不同的视锥细胞。可选的，所述透镜为球面透镜，且多个所述透镜紧密设置；所述透镜的口径D满足：其中，L为实际观看距离，N为视点数，且N≥2，ε为人眼极限分辨角。可选的，令N＝2，所述透镜口径的最小值可选的，第一观看距离LF满足：所述透镜的焦距f满足：所述透镜的放置高度t满足：t＝nf；其中，a为所述显示屏的长边值，e为人眼的瞳距，p为所述显示屏的像素间距，Φ为人眼的瞳孔直径，ω为所述透镜的视场角，s为预设可移动距离，n为所述透镜的折射率。可选的，所述光场显示装置的可视空间形状为圆台；所述圆台包括相对的顶圆和底圆，所述底圆比所述顶圆靠近所述显示屏；所述底圆的直径为人眼的瞳距、且小于所述顶圆的直径d；所述顶圆的直径d满足：其中，D为所述透镜的口径，Φ为人眼的瞳孔直径，p为所述显示屏的像素间距。可选的，所述光场显示装置的可视空间形状为拼接的第一圆台和第二圆台，所述第一圆台比所述第二圆台靠近所述显示屏；所述第一圆台包括相对的底圆和拼接圆，所述第二圆台包括相对的所述拼接圆和顶圆；所述底圆的直径为人眼的瞳距e、且分别小于所述顶圆的直径d和所述拼接圆的直径d2；所述顶圆的直径d满足：所述拼接圆的直径d2满足：所述第一圆台的高度h1满足：所述第二圆台的高度h2满足：h2＝s-h1；其中，D为所述透镜的口径，Φ为人眼的瞳孔直径，p为所述显示屏的像素间距，f为所述透镜的焦距，ω为所述透镜的视场角，a为所述显示屏的长边值，s为预设可移动距离。可选的，第二观看距离LM满足：其中，a为所述显示屏的长边值，e为人眼的瞳距，D为所述透镜的口径，f为所述透镜的焦距，ω为所述透镜的视场角。可选的，第三观看距离LN满足：其中，D为所述透镜的口径，e为人眼的瞳距，f为所述透镜的焦距，Lmin为最小安全距离。可选的，所述光场显示装置的光场成像系统分辨率PPD满足：其中，D为所述透镜的口径，L为实际观看距离。可选的，各所述透镜的焦距相同。可选的，各所述透镜的焦距沿第一方向递增，所述第一方向为从所述透镜单元的中心位置到边缘位置的方向。本专利技术的实施例提供了一种光场显示装置，该装置包括：显示屏和设置在所述显示屏出光侧的透镜单元；其中，所述透镜单元包括阵列排布的多个透镜；所述显示屏设置在多个所述透镜的焦面上；所述显示屏包括对盒的第一基板和第二基板；所述第一基板为出光侧基板，所述第二基板包括阵列排布的多个像素岛，所述像素岛包括至少一个子像素；多个所述像素岛与多个所述透镜对应；所述像素岛的所述子像素发出的光线经对应的所述透镜传播到人眼形成的视图区域小于等于半瞳孔区域，且所述像素岛中不同所述子像素发出的不同视点的光线经所述透镜射入不同的视锥细胞。该光场显示装置中，显示屏设置在多个透镜的焦面上，能够使得像素岛发出的光线准直，从而形成方向已知的光束(即空间上的光线场，简称光场)。该光场中，像素岛的子像素发出的光线经对应的透镜传播到人眼形成的视图区域小于等于半瞳孔区域，则单眼瞳孔上可以同时接收至少两个视点；由于像素岛中不同子像素发出的不同视点的光线经透镜射入不同的视锥细胞，则人眼可以识别同一时刻接收到的不同视点。那么，若该光场显示装置形成的不同视点反映不同的画面，则可以实现单眼的聚焦3D显示效果；此时，单眼不再聚焦于显示屏上，而是聚焦在所显示的3D图像上，从而实现单眼聚焦与双眼汇聚在同一个平面，进而解决因单眼聚焦深度与双眼汇聚深度不一致引起的视觉疲劳，避免用户产生眩晕感。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。图1为现有技术提供的一种单眼聚焦与双眼汇聚的示意图；图2为人眼观看真实世界的单眼聚焦与双眼汇聚的示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种单眼聚焦与双眼汇聚的示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种光场显示装置发出的光线在瞳孔形成的视图区域示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种光场显示装置的结构示意图；图6为图5的一种等效示意图；图7为本专利技术实施例提供的另一种光场显示装置的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的再一种光场显示装置的结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的一种光场显示装置的可视区域的结构示意图；图10为本专利技术实施例提供的一种光场显示装置在瞳孔上形成两个视点的示意图；图11为本专利技术实施例提供的一种光场显示装置在瞳孔上形成三个视点的示意图；图12为本专利技术实施例提供的一种光场显示装置的不同位置透镜对应不同焦距的示意图；图13为本专利技术实施例提供的又一种光场显示装置的结构示意图；图14为图3中透镜单元的立体示意图；图15为图14的局部放大图；图16为显示屏加载不同深度的字母B的示意图；图17为图16的显示效果示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光场显示装置，其特征在于，包括：显示屏和设置在所述显示屏出光侧的透镜单元；/n其中，所述透镜单元包括阵列排布的多个透镜；所述显示屏设置在多个所述透镜的焦面上；/n所述显示屏包括对盒的第一基板和第二基板；所述第一基板为出光侧基板，所述第二基板包括阵列排布的多个像素岛，所述像素岛包括至少一个子像素；多个所述像素岛与多个所述透镜对应；/n所述像素岛的所述子像素发出的光线经对应的所述透镜传播到人眼形成的视图区域小于等于半瞳孔区域，且所述像素岛中不同所述子像素发出的不同视点的光线经所述透镜射入不同的视锥细胞。/n

【技术特征摘要】
1.一种光场显示装置，其特征在于，包括：显示屏和设置在所述显示屏出光侧的透镜单元；
其中，所述透镜单元包括阵列排布的多个透镜；所述显示屏设置在多个所述透镜的焦面上；
所述显示屏包括对盒的第一基板和第二基板；所述第一基板为出光侧基板，所述第二基板包括阵列排布的多个像素岛，所述像素岛包括至少一个子像素；多个所述像素岛与多个所述透镜对应；
所述像素岛的所述子像素发出的光线经对应的所述透镜传播到人眼形成的视图区域小于等于半瞳孔区域，且所述像素岛中不同所述子像素发出的不同视点的光线经所述透镜射入不同的视锥细胞。


2.根据权利要求1所述的光场显示装置，其特征在于，所述透镜为球面透镜，且多个所述透镜紧密设置；
所述透镜的口径D满足：
其中，L为实际观看距离，N为视点数，且N≥2，ε为人眼极限分辨角。


3.根据权利要求2所述的光场显示装置，其特征在于，令N＝2，所述透镜口径的最小值





4.根据权利要求2所述的光场显示装置，其特征在于，
第一观看距离LF满足：



所述透镜的焦距f满足：



所述透镜的放置高度t满足：
t＝nf；
其中，a为所述显示屏的长边值，e为人眼的瞳距，p为所述显示屏的像素间距，Φ为人眼的瞳孔直径，ω为所述透镜的视场角，s为预设可移动距离，n为所述透镜的折射率。


5.根据权利要求4所述的光场显示装置，其特征在于，所述光场显示装置的可视空间形状为圆台；
所述圆台包括相对的顶圆和底圆，所述底圆比所述顶圆靠近所述显示屏；
所述底圆的直径为人眼的瞳距、且小于所述顶圆的直径d；
所述顶圆的直径d满足：



其中，D为所述透镜的口径，Φ为人眼的瞳孔直径，p为所述显示屏的像素间距。

【专利技术属性】
技术研发人员：高健，程芳，张庆训，朱劲野，洪涛，
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：北京;11