【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及近眼顯示，尤其涉及一種基于mems技術的近眼顯示結構及方法。
技術介紹
1、ar/vr技術是通過光學方式將虛擬圖像文字信息傳遞并允許用戶互動的智能設備，正逐漸從學術研究向市場化商業(yè)過渡。
2、然而，目前市面上基于微型顯示屏的近眼顯示技術方案存在諸多局限性，如分辨率受限于微型顯示屏自身，視場角較小，導致用戶體驗受限，此外，這些方案還存在價格高昂、設備體積大且重量重的問題，并且光學元件在傳遞圖像時會產生光學相差，需要額外算法進行畫質矯正，這些因素都阻礙了虛擬現實技術的廣泛推廣和應用。為此，針對該問題，本專利技術提出了一種基于mems技術的近眼顯示結構及方法。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種可以克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的基于mems技術的近眼顯示結構及方法。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用技術方案的基本構思是：一種基于mems技術的近眼顯示結構，包括多個具有一定透明度的單像素點結構，每個單像素點結構包括透明基板、光源、準直微透鏡和mems法珀腔結構，其中，所述準直微透鏡包括：第一入光面，用于接收來自所述光源的中心光線，并引導中心光線進入所述準直微透鏡的內部；第一出光面，與所述第一入光面相對應，用于將經過折射的中心光線以平行形式輸出；第二入光面，對稱位于所述第一入光面的兩側，用于接收來自所述光源的邊緣光線，并引導邊緣光線進入所述準直微透鏡內部；側面，用于將經過所述第二入光面折射后進入所
3、優(yōu)選地，所述透明基板選用可彎曲的塑料材料或不可彎曲的剛性材料，其中，可彎曲的塑料材料包括pen或pet，不可彎曲的剛性材料包括堅硬塑料或玻璃。
4、優(yōu)選地，所述光源為一個可以自發(fā)光的結構，其波長范圍涵蓋可見光的光譜波段，光源的亮度可通過調節(jié)電流或電壓進行控制。
5、優(yōu)選地，所述準直微透鏡為具有聚焦作用的微米級尺寸的透鏡。
6、本專利技術還提供一種基于mems技術的近眼顯示方法，包括以下步驟：
7、s1、當光源發(fā)出光線時，準直微透鏡負責將光線進行準直和聚焦，確保光線以特定的角度和強度輸出；
8、s2、mems法珀腔結構根據控制信號調節(jié)出射光的波長和相位，從而實現色彩的顯示和圖像的構建；
9、s3、通過調整每個單像素點結構中的光源亮度和mems法珀腔結構的參數，用以實現對整個顯示區(qū)域的圖像和色彩進行精確控制。
10、優(yōu)選地，步驟s1中光源射出的光束角度包括選擇柔性透明材質作為基底材料，并將該柔性屏幕貼合在具有特定半徑的透明玻璃鏡片上，使得每個像素點貼合表面結構而組成各自垂直于晶狀體中心的結構或在透明屏幕的前端放置一個平行結構的反射板，該反射板內部每間隔一定位置鍍上不同角度的反射膜，使得出射的平行光束經過反射板后變?yōu)椴煌嵌鹊钠叫泄馐?/p>
11、優(yōu)選地，步驟s2中mems法珀腔結構根據控制信號調節(jié)出射光的波長和相位，是利用光在兩個反射鏡之間來回反射形成固定的相位差，使得滿足公式m*λ=2*ngap*h*cos（α）的光波λ在腔外部形成干涉效應而透過，其中m為階數，ngap為法珀腔內部介質的折射率，h為法珀腔的兩面反射鏡間隔厚度，α為進入法珀腔的光束入射角度，通過控制法珀腔的間隔厚度h或中間介質的折射率ngap實現改變出射波長的目的。
12、優(yōu)選地，步驟s3中單像素點結構設為邊長為d的正方形區(qū)域，以并列式結構分布在眼鏡片的表面，形成一個二維(x，y)的面陣顯示結構，每個像素點結構中心由邊長為d的正方形區(qū)域構成的不透明的成像區(qū)域，區(qū)域外為透過區(qū)域，無任何元件遮擋，通過調整成像區(qū)域面積相對像素面積的大小，選擇性調節(jié)該顯示屏的透明度。
13、優(yōu)選地，步驟s3中單像素結構在近眼顯示時，是將準直微透鏡放置在距離光源位于l3的位置，焦距為f1，將光源的像面b聚焦在眼球前方l1處形成虛像b’，b’再通過眼球的晶狀體進行成像b’’；而虛擬像面距離眼球的l1位置根據以下公式進行優(yōu)化：
14、1/l3-1/(l1-l4)=1/f1
15、1/l1+1/l2=1/f2
16、其中，l2為眼內像面到達晶狀體的像距，l4為鏡片表面到眼球的距離，f2為人眼晶狀體的焦距，為使得不同位置的像素點能夠在眼球相應位置成像，需要使每個像素點出射角度根據其偏離中心的位置決定，距離中心第n個像素點的出射角度表示為：
17、β（n）=arctan（n*d/l4）
18、利用該方法，則該系統(tǒng)的視場角則為最邊緣像素點對應出射角度的兩倍，即：
19、fov=2*p
20、其中，p為最邊緣像素點對應的出射角度。
21、采用上述技術方案后，本專利技術與現有技術相比具有以下有益效果：本專利技術通過將眼鏡片與屏幕合并，顯著提升了分辨率至傳統(tǒng)設備的四十至五十倍，同時光源結構的多角度調節(jié)能力打破了視場角的限制，可達九十度或以上，此外，該方案避免了使用微型屏和投屏元器件，降低了成本，優(yōu)化了設備的體積和重量，并且省去了因光學相差而需的軟件矯正步驟，實現了性能與效率的雙重提升。
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1.一種基于MEMS技術的近眼顯示結構，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于MEMS技術的近眼顯示結構，其特征在于，所述透明基板（1）選用可彎曲的塑料材料或不可彎曲的剛性材料，其中，可彎曲的塑料材料包括PEN或PET，不可彎曲的剛性材料包括堅硬塑料或玻璃。
3.根據權利要求1所述的一種基于MEMS技術的近眼顯示結構，其特征在于，所述光源（4）為一個可以自發(fā)光的結構，其波長范圍涵蓋可見光的光譜波段，光源的亮度可通過調節(jié)電流或電壓進行控制。
4.根據權利要求1所述的一種基于MEMS技術的近眼顯示結構，其特征在于，所述準直微透鏡（3）為具有聚焦作用的微米級尺寸的透鏡。
5.一種基于MEMS技術的近眼顯示方法，應用于權利要求1所述的一種基于MEMS技術的近眼顯示結構，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的一種基于MEMS技術的近眼顯示方法，其特征在于，步驟S1中光源（4）射出的光束角度包括選擇柔性透明材質作為基底材料，并將該柔性屏幕貼合在具有特定半徑的透明玻璃鏡片上，使得每個像素點貼合表面結構而組成...
【技術特征摘要】
1.一種基于mems技術的近眼顯示結構，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于mems技術的近眼顯示結構，其特征在于，所述透明基板（1）選用可彎曲的塑料材料或不可彎曲的剛性材料，其中，可彎曲的塑料材料包括pen或pet，不可彎曲的剛性材料包括堅硬塑料或玻璃。
3.根據權利要求1所述的一種基于mems技術的近眼顯示結構，其特征在于，所述光源（4）為一個可以自發(fā)光的結構，其波長范圍涵蓋可見光的光譜波段，光源的亮度可通過調節(jié)電流或電壓進行控制。
4.根據權利要求1所述的一種基于mems技術的近眼顯示結構，其特征在于，所述準直微透鏡（3）為具有聚焦作用的微米級尺寸的透鏡。
5.一種基于mems技術的近眼顯示方法，應用于權利要求1所述的一種基于mems技術的近眼顯示結構，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的一種基于mems技術的近眼顯示方法，其特征在于，步驟s1中光源（4）射出的光束角度包括選擇柔性透明材質作為基底材料，并將該柔性屏幕貼合在具有特定半徑的透明玻璃鏡片上，使得每個像素點貼合表面結構而組成各自垂直于晶狀體中心的結構或在透明屏幕的前端放置一個平行結構的反射板，該反射板內部每間隔一定位置鍍上不同角度的反射膜，使得出射的平行光束經過反射板后變?yōu)椴煌嵌鹊钠叫泄馐?/p>
7.根據權利要求5所述的一種基于mems技術的近眼顯示方...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊美慧，徐海桐，
申請(專利權)人：無錫彩鴻芯宇科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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