CN110727112A - 一种可变焦视网膜扫描成像三维显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可变焦视网膜扫描成像三维显示装置，该装置包含左眼视网膜扫描成像子系统和右眼视网膜扫描成像子系统，所述左右眼视网膜扫描成像子系统结构相同，均包含激光光源，扫描微镜装置，变形镜和控制装置；所述激光光源为RGB三色激光光源；所述扫描微镜装置为微机电系统（MEMS）扫描微镜，所述变形镜根据不同使用者需要在控制装置的控制下调节焦距，分别在左右眼视网膜上形成清晰的左右视差图像，实现清晰的视网膜扫描成像三维显示。
Description
技术领域
本发明涉及视网膜扫描成像和三维显示技术，特别涉及一种可变焦视网膜扫描成像三维显示装置。
背景技术
视网膜扫描成像技术是近年来新兴的近眼显示技术，以RGB三色激光为光源，三色激光受调制产生不同像素点的光束，光束经过微型扫描微镜的快速转动扫描显示成完整图像，图像经曲面反射镜的反射和汇聚，汇聚点在人眼瞳孔中心，从而直接成像到人眼视网膜上，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。但目前的视网膜扫描成像技术大多采用固定焦距的曲面镜，不能依据不同使用者的瞳孔中心位置的差异而改变焦距，从而不能很好的适应不同使用者。本发明提出一种可变焦视网膜扫描成像装置，能根据不同使用者的需要而改变焦距，变形镜可在控制装置的控制下变形，调节光束焦点位置，使光束汇聚点始终落在人眼瞳孔中心位置，能在不同使用者的左右眼视网膜上形成清晰的左右视差图像，从而产生清晰的三维立体视觉效果。
发明内容
本发明提出一种可变焦视网膜扫描成像装置，如附图所述，该装置包含左眼视网膜扫描成像子系统和右眼视网膜扫描成像子系统，所述左右眼视网膜扫描成像子系统结构相同，均包含激光光源，扫描微镜装置，变形镜和控制装置。
所述激光光源为低功率RGB三色激光光源，所述扫描微镜装置为微机电系统（MEMS）扫描微镜。扫描微镜将RGB三色激光光源发出的光束调制为加载了左右视差图像信息的光束，所述左右视差图像为用于三维显示的一对视差图像，其中左眼视网膜扫描成像子系统中经扫描微镜装置调制的激光光束携带左视差图像信息，右眼视网膜扫描成像子系统中经扫描微镜装置调制的激光光束携带右视差图像信息，加载了左右视差图像信息的光束经扫描微镜反射到所述变形镜。所述变形镜在控制装置的控制下根据不同使用者瞳孔中心位置不同而改变焦距，从而在左右眼视网膜上形成清晰的左右视差图像，所述左右视差图像经视网膜成像后产生清晰的三维立体视觉效果。
本发明通过扫描微镜装置对RGB三色激光光源进行调制，调制光束经扫描投影至可变焦变形镜，变形镜依据不同使用者需要调节焦距，分别在观看者左右视网膜上成像，实现可变焦视网膜扫描成像三维显示，具有高亮度、高显色性、可变焦、立体显示的特点。
附图说明
附图1为本发明的一种可变焦视网膜扫描成像三维显示装置单眼示意图。
附图2为本发明装置的双眼光路示意图。
上述附图中的图示标号为：
1 激光光源，2反射镜，3半反半透镜，4扫描微镜，5变形镜，6会聚点，7人眼，8视网膜图像， 9扫描微镜微机电系统，10控制部件，61左眼会聚点，62右眼会聚点，71左眼，72右眼，81左视网膜图像，82右视网膜图像，L变形镜中心与瞳孔中心的距离，D左右眼瞳孔中心距离。
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可变焦视网膜扫描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。
本发明提出一种可变焦视网膜扫描成像三维显示装置，如附图2所示，该装置包含左眼视网膜扫描成像子系统和右眼视网膜扫描成像子系统，所述左右眼视网膜扫描成像子系统组成部件相同，排列结构相同，均包含激光光源，扫描微镜装置，变形镜和控制装置。
在本实施例中，所述激光光源为低功率RGB三色激光光源，RGB三色激光投影显示具有色域广、亮度高、色彩饱和度高的特点，能更好的还原自然界的真实色彩。所述扫描微镜装置为微机电系统（MEMS）扫描微镜，包含静电驱动系统和二维扫描微镜的图像扫描显示装置，微机电系统控制扫描微镜快速转动，将RGB激光光源发出的光束调制为加载了图像信息的光束，并将光束投影到所述变形镜。
如图1所示，所述变形镜在控制装置的控制下，根据不同使用者L、D的参数不同调节焦距，使所述光束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。
在本实施例中，如图2所示，左眼视网膜扫描成像子系统和右眼视网膜扫描成像子系统中的微机电系统扫描微镜分别扫描投影用于三维显示的一对左右视差图像，即在左眼视网膜扫描成像子系统中经扫描微镜装置调制的激光光束携带左视差图像信息，右眼视网膜扫描成像子系统中经扫描微镜装置调制的激光光束携带右视差图像信息，所述左右视差图像分别经变形镜反射汇聚在左右眼汇聚点，汇聚光束分别经左右眼视网膜成像产生清晰的左视网膜图像、右视网膜图像，左右视网膜图分别对应三维显示的一对左右视差图像，左右视差图像经视网膜成像产生三维立体视觉效果。
本发明采用激光为光源具有更好的显色性；采用扫描成像技术直接成像在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人群都能观看到清晰的投影图像；同时结合了变形镜的可变焦功能适配不同的人眼参数；具有色彩还原度高、适用性更广、立体显示的特点。
Claims (2)
1.一种可变焦视网膜扫描成像三维显示装置，其特征在于：该装置包含左眼视网膜扫描成像子系统和右眼视网膜扫描成像子系统，所述左右眼视网膜扫描成像子系统结构相同，均包含激光光源，扫描微镜装置，变形镜和控制装置；所述激光光源为低功率RGB三色激光光源；所述扫描微镜装置包含微机电系统（MEMS），所述扫描微镜装置将所述RGB三色激光光源发出的光束调制为加载了左右视差图像信息的光束，所述左右视差图像为用于三维显示的一对视差图像，其中左眼视网膜扫描成像子系统中经扫描微镜装置调制的激光光束携带左视差图像信息，右眼视网膜扫描成像子系统中经扫描微镜装置调制的激光光束携带右视差图像信息，所述加载了左右视差图像信息的光束经扫描微镜反射到所述变形镜；所述变形镜根据不同使用者的需要在控制装置的控制下调节焦距并反射光束，使所述光束汇聚点落在人眼瞳孔中心，从而在左右眼视网膜上形成清晰的左右视差图像，所述左右视差图像经视网膜成像后产生清晰的三维立体视觉效果。
2.根据权利要求1所述的可变焦视网膜扫描成像三维显示装置，其特征在于：所述装置可用于头盔显示系统。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112255903A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-22 | 启迪虚拟现实(南京)科技发展有限公司 | 全息三维空间裸眼3d舞台呈现装置 |
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