光学成像阵列系统、近眼显示装置及图像投射方法与流程

技术特征：
1.一种光学成像阵列系统，包括：微显示器阵列，包括圆形的微显示器和位于所述圆形的微显示器外围的至少一组环形排布的微显示器，所述微显示器可发出图像光；和沿图像光传播方向位于所述微显示器阵列下游的小孔阵列和微透镜阵列，所述小孔阵列和微透镜阵列相邻设置，其中与所述微显示器阵列相对应地，所述小孔阵列包括位于中央的小孔和至少一组环形排布的多个小孔，所述小孔的数量与所述微显示器相同；与所述微显示器阵列相对应地，所述微透镜阵列包括位于中央的微透镜和至少一组环形排布的多个微透镜，所述微透镜的数量与所述微显示器相同；所述微显示器、小孔和微透镜一一对应，形成相应的光通道，其中在每个光通道中，所述微显示器发出的图像光经所述小孔遮挡及所述微透镜调制后入射到瞳孔，在视网膜的预定区域处成像，并且整体形成圆形的视场。2.根据权利要求1所述的光学成像阵列系统，其中所述微显示器阵列中的多个微显示器各自显示图像源经拆解后的多个子图像源，其中每个微显示器发出的显示对应子图像源的图像光经对应的小孔遮挡及微透镜调制后入射到瞳孔，在视网膜的预定区域处形成子图像，所述子图像组成与所述图像源对应的图像。3.根据权利要求2所述的光学成像阵列系统，其中所述光学成像阵列系统配置成，使得由所述图像源拆解的所有子图像源发出的图像光在以所述瞳孔为顶点的视场角范围内形成入射角度的连续分布。4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学成像阵列系统，其中在每一组环形排布的微显示器中，多个微显示器具有相同的扇环形形状，并且多个扇环形形状的圆心分布在与所述圆形的微显示器共圆心的一个圆上。5.根据权利要求1-3中任一项所述的光学成像阵列系统，其中在每一组环形排布的微透镜中，多个微透镜的光心分布在以所述位于中央的微透镜的光心为圆心的一个圆上。6.根据权利要求4或5所述的光学成像阵列系统，其中对于其中一组环形排布的微显示器、以及与其相对应的一组环形排布的微透镜，扇环形形状的微显示器的圆心与对应的微透镜的光心重合。7.根据权利要求1-3中任一项所述的光学成像阵列系统，其中所述微显示器阵列包括2～5组环形排布的微显示器。8.根据权利要求1-3中任一项所述的光学成像阵列系统，其中每一组环形排布的微显示器的数量为6n，其中n为从所述圆形的微显示器开始计数的该组环形排布的微显示器的序号，n为整数且n≥1。9.根据权利要求1-3中任一项所述的光学成像阵列系统，其中所述小孔阵列沿图像光传播方向位于所述微透镜阵列的上游或下游，其中所述微显示器阵列位于所述微透镜阵列的焦平面处或焦平面附近，使得所述微显示器发出的图像光经对应的小孔遮挡及微透镜调制后，形成平行或近似平行的光束；或者，所述微显示器阵列位于所述微透镜阵列的焦平面以内，使得所述微显示器发出的图像光经对应的小孔遮挡及微透镜调制后，形成相对于平行光束呈发散的光束；或者，所述微显示器阵列位于所述微透镜阵列的焦平面以外，使得所述微显示器发出的图像光经对应的小孔遮挡及微透镜调制后，形成相对于平行光束呈汇聚的光束。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的光学成像阵列系统，其中所述光通道之间设置有实体边界以减轻串扰，其中所述微透镜为圆形微透镜，在每一组环形排布的微透镜中，相邻微透镜相切或者相互间隔开。11.根据权利要求2或3所述的光学成像阵列系统，其中对于所述微显示器阵列中的至少一个微显示器，其显示相对应的子图像源，并且在与相邻的至少一个微显示器相靠近的位置处，显示与所述相邻的至少一个微显示器相对应的子图像源的一部分。12.根据权利要求11所述的光学成像阵列系统，其中所述微显示器阵列中的所有微显示器均显示与其周向和径向相邻的微显示器相对应的子图像源的一部分。13.一种近眼显示装置，包括根据权利要求1-12中任一项所述的光学成像阵列系统。14.根据权利要求13所述的近眼显示装置，还包括图像处理模块，所述图像处理模块与所述光学成像阵列系统中的微显示器阵列耦合，将由所述图像源拆解的子图像源在所述微显示器阵列的微显示器中显示。15.一种使用根据权利要求1-12中任一项所述的光学成像阵列系统进行图像投射的方法，包括以下步骤：s1：与所述光学成像阵列系统的微显示器相对应地，将图像源拆解为多个子图像源，在每个微显示器中显示其中一个子图像源；s2：使每个微显示器发出的显示对应子图像源的图像光，经对应的小孔遮挡及微透镜调制后入射到瞳孔，各自在视网膜的预定区域处形成子图像；s3：使所述子图像组成与所述图像源对应的图像。16.一种光学成像阵列系统，包括：微显示器阵列，包括阵列排布的多个微显示器，所述微显示器可发出图像光；和沿图像光传播方向位于所述微显示器阵列下游的小孔阵列和微透镜阵列，所述小孔阵列和微透镜阵列相邻设置，其中所述小孔阵列包括多个小孔，所述小孔的数量与所述微显示器相同；所述微透镜阵列包括多个微透镜，所述微透镜的数量与所述微显示器相同；所述多个微显示器、多个小孔和多个微透镜一一对应，形成相应的光通道，其中在每个光通道中，所述微显示器发出的图像光经所述小孔遮挡及所述微透镜调制后入射到瞳孔，在视网膜的预定区域处成像，其中所述微显示器阵列中的多个微显示器各自显示图像源经拆解后的多个子图像源，其中每个微显示器发出的显示对应子图像源的图像光经对应的小孔遮挡及微透镜调制后入射到瞳孔，在视网膜的预定区域处形成子图像，所述子图像组成与所述图像源对应的图像，其中对于所述微显示器阵列中的至少一个微显示器，其显示相对应的子图像源，并且在与相邻的至少一个微显示器相靠近的位置处，显示与所述相邻的至少一个微显示器相对应的子图像源的一部分。17.根据权利要求16所述的光学成像阵列系统，其中所述微显示器阵列中的多个微显示器沿第一方向以及与所述第一方向垂直的第二方向呈矩形排布，所述微显示器阵列中的所有微显示器均显示与其沿第一方向和第二方向相邻以及对角相邻的微显示器相对应的子图像源的一部分。

技术总结
本申请公开了一种光学成像阵列系统，包括：微显示器阵列，包括圆形的微显示器和位于其外围的至少一组环形排布的微显示器；和沿图像光传播方向位于微显示器阵列下游且相邻设置的小孔阵列和微透镜阵列，其中与微显示器阵列相对应地，小孔阵列包括位于中央的小孔和至少一组环形排布的小孔，微透镜阵列包括位于中央的微透镜和至少一组环形排布的微透镜，小孔和微透镜的数量各自与微显示器相同；微显示器、小孔和微透镜一一对应，形成相应的光通道，其中在每个光通道中，微显示器发出的图像光经小孔遮挡及微透镜调制后入射到瞳孔，在视网膜的预定区域处成像，并且整体形成圆形的视场，其由于接近人眼视野的自然状态而可改善应用的舒适性。的舒适性。的舒适性。


技术研发人员：盛大成 黄正宇
受保护的技术使用者：蒋晶
技术研发日：2020.07.21
技术公布日：2022/1/21